AA6063铝合金表面激光熔覆TiC/Al3Ti复合涂层的耐腐蚀性能

为了提高AA6063铝合金的性能,采用激光熔覆技术在AA6063铝合金表面制备了TiC增强Al3Ti复合涂层,研究了激光熔覆层的成分、显微形貌和耐腐蚀性能.结果表明:激光熔覆层由树枝晶Al3Ti、枝晶间α-Al和均匀分布的TiC颗粒组成,涂层和基材为良好的冶金结合;与基材相比,激光熔覆层的耐腐蚀性能显著提高,且随着TiC含量的增加,熔覆层的耐腐蚀性能提高.     

反应等离子喷涂TiC/Fe-Ni复合涂层及其耐冲蚀性能

以TiFe粉、Ni粉和蔗糖(碳的前驱体)为原料,通过蔗糖的热分解碳化制备Ti-Fe-Ni-C系反应热喷涂复合粉末,并利用等离子喷涂制备了TiC/Fe-Ni复合涂层。复合涂层主要由TiC颗粒均匀分布于(Fe、Ni)固溶体中形成的复合强化片层构成,片层中TiC颗粒呈球形或近球形,粒度为亚微米级和纳米级。TiC/Fe-Ni复合涂层的耐冲蚀磨损性能研究表明：涂层冲蚀失重率随攻角的增大而增加,表现出脆性材料冲蚀特性,但冲蚀失重率对攻角不敏感,涂层具有较好的塑性与硬度的配合;复合涂层的耐冲蚀磨损性能优于相同工艺条件下制备的C_r2C₃/Ni-Cr复合涂层,约为20G钢的2倍以上。     

Ni3Al/HAP生物复合材料的制备及其生物相容性

为了制备N i3A l/HAP生物复合材料并评价其生物相容性,将N i3A l/HAP生物复合材料置入大白鼠臀部的肌肉中,在置入材料的第1、3、7 d等不同的时间段取出试样周围的组织进行组织学观察.结果显示,所有动物术后活动正常,进食好,毛色光亮;伤口Ⅰ期愈合,无切口感染,表皮无明显变化;光学显微镜下观察,肌肉组织细胞正常,早期为炎症反应,并逐渐减轻和消失.N i3A l/HAP生物复合材料有较好的生物相容性.     

Ni3Al对TiC的润湿性及Mo添加的影响

为了研究Ni₃Al/TiC之间的润湿性,本工作利用两种Ni₃Al,即熔炼方法制备的块体Ni₃Al、SHS方法制备的Ni₃Al粉末,和致密TiC基板,通过高温摄影显微镜实验测定了Ni₃Al-TiC之间的接触角。结果表明:无论哪一种Ni₃Al,它们与TiC之间的接触角都在18°以内,表现出与TiC之间的良好的润湿性;当Ni₃Al压粉体中掺入少量Mo时,接触角降为11°左右。用XRD、EPMA等方法分析和观察了实验样品的组成、结构、断面形貌及其元素分布。探讨了Mo对改善Ni₃Al-TiC润湿性的作用机理。     

金属间化合物Ni3Al薄膜的制备及性能研究

采用直流磁控共溅射法,在衬底温度为450℃的SiO2基体上制备了厚度为500nm的Ni3Al薄膜,X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等测试表明,薄膜为(111)取向的L12型晶体结构金属间化合物。采用纳米压痕方法测试了薄膜的力学性能,其硬度为8.00GPa,弹性模量为200GPa。为克服亚微米级薄膜氧化增重难以测量的困难,采用四探针测试金属薄膜电阻的方法,间接给出了薄膜的腐蚀性能和高温氧化程度。结果表明Ni3Al金属间化合物薄膜的氧化速率为2.28×10-13g2/(cm4.s),薄膜具有良好的高温抗氧化性能。     

激光熔覆TiC/Al_3Ti复合材料涂层的高温氧化行为研究

采用激光熔覆技术在铝合金表面制备了TiC颗粒增强Al3Ti金属间化合物复合材料涂层,研究了涂层在600℃和900℃时的高温氧化性能。结果表明,涂层由树枝晶Al3Ti,枝晶间组织α-Al和均匀分布的TiC颗粒组成。循环氧化70h后,涂层在600℃时没有明显的氧化增重,氧化产物是一层薄的Al2O3。900℃时涂层的氧化增重明显,且随着涂层中TiC含量的增加抗氧化性能降低,氧化产物是一层连续而致密的富Al2O3和MgO的混合物。氧化层在氧化过程中没有出现开裂和脱落现象,表现出较强的抗循环氧化性能。     

激光干涉空间选择性形成金属间化合物Ni3Al

金属间化合物,例如Ni-Al、Ti-Al系合金,是指不同种类的原子长程有序排列构成的有较确定化学当量比的合金相.这类合金相原子间结合力强,具有高温结构材料所期望的优异性能.然而这类合金普遍存在室温塑性差、高温抗蠕变性差以及环境脆性敏感等问题.本文利用激光干涉图样对应的温度分布,空间选择性地产生Ni和Al的金属间化合物Ni3Al,以线阵或点阵的方式局域金属间化合反应形成了软、硬属性交替的薄膜材料,为改善塑性及脆性敏感等问题探索新的解决途径.对所制备样品进行的白光干涉显微镜(WLI)和原子力显微镜(AFM)分析给出了样品的表面形貌特征;X射线衍射(XRD)和纳米硬度测试给出了金属间化合物合金相及其微观硬度分布.     

激光熔覆制备原位自生TiC增强Ni3（Si,Ti）复合涂层研究

运用激光熔覆技术修复受损的烟汽轮机叶片,在GH864镍基合金表面制备原位自生TiC颗粒增强Ni3(Si,Ti)金属间化合物复合涂层.利用扫描电镜、能谱分析仪、X射线衍射仪及显微硬度计研究了(Ti+C)的加入量对熔覆层组织及硬度的影响.研究表明:在优化的工艺参数下可获得宏观质量完好,无裂纹、气孔等缺陷,且与基体呈冶金结合的激光熔覆层,熔覆层由Ni(Si)、Ni3(Si,Ti)和TiC组成;当合金粉末中(Ti+C)的加入量为20%时熔覆层的硬度最高可达780Hv,是基体材料的2.4倍.     

Mo/Ni3Al复合材料的抗氧化性能的研究

本文研究了Mo/Ni₃Al复合材料的抗氧化性能.结果指出,Mo/Ni₃Al复合材料在不同温度下的氧化动力学特征服从抛物线规律.随氧化试验温度升高,氧化增重明显增加.MoO₂在高温下被氧化成MoO₃,对Mo/Ni₃Al复合材料的抗氧化性能具有不利的影响.     

感应熔覆原位自生TiC/Ni基复合涂层的组织与耐磨性研究

为了提高16Mn钢的干滑动磨损耐磨性能,以Ni60、钛粉和石墨粉为原料对16Mn钢表面进行感应熔敷处理,制备出以TiC颗粒为增强相的原位自生复合涂层,利用金相、SEM、XRD等技术分析了涂层的显微组织,在室温干滑动磨损试验条件下测试了涂层的耐磨性.结果表明:涂层中TiC颗粒均匀分布于共晶基体上,整个涂层组织均匀、无气孔、无裂纹;涂层与基材形成了良好的冶金结合,涂层具有很高的硬度,在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨性能.     

激光熔覆Ni3Al基复合涂层的氧化行为

对比研究了900℃时45号钢,1Cr18Ni9Ti不锈钢和激光熔覆Ni3Al基复合涂层在空气环境下的氧化动力学曲线;采用扫描电镜,X射线衍射技术分析了氧化前后涂层及界面处的微观组织结构。结果表明,激光熔覆层的氧化抗力接近于1Cr18Ni9Ti不锈钢但明显高于45号钢;长时间氧化后涂层组织结构只发生微少的变化,但界面处氧化较严重;激光熔覆层中的氧化产物主要是Al2O3,然后是NiO。     

Cr7C3 / Ni3Al 复合材料制备过程中碳化铬的溶解再析出行为

将真空常压烧结方法制得的Cr₃C₂-Ni₂Al 复合焊丝堆焊于碳钢表面。分析表明, 在堆焊过程中, 利用氩弧物理热和Ni-Al 反应热, Ni 与Al 化合反应生成Ni₃Al 金属间化合物, Cr₃C₂ 则发生分解, 除少部分[ C]与[Cr ]固溶于Ni₃Al 基体中外, 大部分反应析出更稳定的Cr₇C₃ 相, 其尺寸取决于堆焊层中不同区域的冷却环境,较为均匀地分布于Ni₃Al 基体中。由于Cr 在Ni₃Al 中的固溶度远大于C , 加之Cr₃C₂ 转化为Cr₇C₃ 也造成部分富余的C , 结果造成在该Ni₃Al 表面强化材料焊层中形成石墨相, 其密度轻、熔点高, 主要偏聚于焊层表层。Cr₇C₃ / Ni₃Al 复合材料的室温、高温硬度远高于传统高温耐磨材料Stellite 合金, 该材料有望成为一种新型的高温耐磨表面强化材料。      

Ti811合金表面激光熔覆Ti2Ni+TiC+Al2O3+CrxSy复合涂层的组织和性能

以TC4+Ni45+Al₂O₃+MoS₂+Y₂O₃混合粉末为熔覆材料,采用同轴送粉技术在Ti811合金表面进行激光熔覆制备复合涂层,使用SEM、EDS和XRD等手段分析了涂层的微观组织,测试了涂层的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明,在激光熔覆过程中Ti811合金中的Ni和C分别与Ti发生反应,原位生成金属间化合物Ti₂Ni和硬质增强相TiC;MoS₂分解后S与Cr发生硫化反应生成了软质润滑相Cr_xS_y。网状形态的Ti₂Ni、近球状和枝晶形态的TiC以及点状的Al₂O₃,均匀分布在熔覆层中。硬质相强化和软质相润滑的共同作用,使激光熔覆层具有较高的显微硬度和较优良的耐磨性能。激光功率为900 W的熔覆层其平均显微硬度值达1303.5HV_0.5,其耐磨性能最佳。     

Al2 O3/Al 复合涂层对贫铀的保护性能研究

为探讨Al2O3/Al复合涂层在贫铀表面保护中应用的可行性,采用盐雾腐蚀试验和磨损试验方法,结合SEM/EDS和XRD表征,分析了贫铀表面Al2O3/Al复合涂层的保护性能.结果表明,贫铀表面反应磁控溅射Al2O3/Al涂层没有明显的腐蚀特征,而等离子喷涂Al2O3/Al涂层发生了严重的腐蚀剥落现象.Al2O3/Al涂层表现为磨粒磨损行为,抗磨损性好.作为对比样的贫铀表面Al涂层则表现为粘着磨损行为,抗磨损性差.讨论了贫铀表面涂层的腐蚀和磨损行为.     

车用ZL205A铝合金激光熔覆Al2O3/NiCrAl涂层组织及摩擦性能研究

综合运用Ni/Al和Al₂O₃粉末并以激光熔覆方法在阀门用ZL205A铝合金上制得耐磨涂层,实验测试研究其微观组织及摩擦性能。研究结果表明:NiCrAl/Al₂O₃复合涂层形成较为平整表面,得到的熔覆涂层具有均匀的厚度。添加Al₂O₃陶瓷颗粒后,能够达到细化组织的效果。位于在枝晶间隙区域还有许多白色的小尺寸颗粒,在相邻枝干间形成了由Al、Ti共同组成的微量起伏结构。NiCrAl涂层硬度平均为350 HV,NiCrAl/Al₂O₃复合涂层达到了650 HV硬度,说明加入Al₂O₃颗粒后可以获得比原先单一NiCrAl涂层更高显微硬度。与铝合金相比,NiCrAl/Al₂O₃复合涂层达到了更小的磨损量,并且比NiCrAl涂层减小近30%。NiCrAl/Al₂O₃复合涂层内存在许多弥散态的Al₂O₃细小颗粒,对摩擦期间的基体塑性起到抑制作用,对基体发挥明显支撑作用,显著提升涂层耐磨能力。     

扫描速度对45钢表面Ni基TiC激光熔覆层性能的影响

TiC陶瓷相韧性好、润湿性好、热化学稳定性高、耐磨性好,在激光熔覆温度下几乎没有脆性第二相生成,是理想的增强相,但目前对其加入Ni基合金粉末进行激光熔覆的研究较少。在TLF3200TM三维激光焊接机上以不同的扫描速度在45钢表面激光熔覆Ni基TiC复合粉末,采用扫描电镜观察熔覆层形貌,采用硬度计测试熔覆层的硬度,采用磨损试验测试其耐磨性,采用极化曲线分析其耐蚀性,研究了扫描速度对激光熔覆层显微组织和性能的影响。结果表明:不同扫描速度得到的激光熔覆层组织均由熔覆区、界面结合区和基底热影响区组成;当扫描速度为5 mm/s时,熔覆层组织中细小的TiC颗粒均匀、弥散分布于熔覆区和热影响区,熔覆层磨损率最低为0.12 mg/mm2,维钝电流密度最小,为0.008 mA/mm2,钝化区间最大,为0.65 V,耐磨及耐蚀性最佳。     

添加纳米TiC对NiTi／Cr3C2高速电弧喷涂涂层组织及耐高温冲蚀磨损性能的影响

本文探讨了加入纳米TiC对高速电弧喷涂NiTi／Cr3C2涂层组织和性能的影响,并对该涂层进行了高温冲蚀磨损试验。通过力学性能测试、EDS和XRD分析、光学金相显微镜以及SEM形貌观测表明,含纳米TiC的NT-1涂层基体中有大量弥散相,高温冲蚀规律为半塑性磨损冲蚀特点,无论在低冲蚀角还是高冲蚀角条件下,其耐高温冲蚀性能均优于不含纳米TiC的NT-2涂层。     

钛表面激光熔覆原位制备Ti5Si3涂层结构及摩擦学性能

利用激光熔覆技术在钛表面预置硅粉原位制备了Ti5Si3涂层.用XRD、SEM和TEM分析了涂层的组成和组织结构.在UMT摩擦磨损试验机上对Ti5Si3涂层在不同载荷和不同滑动速度下的摩擦磨损性能进行了测试.实验结果表明:涂层的物相主要是Ti5Si3相和基材Ti相,涂层的显微结构为球状和块状晶,Ti5Si3涂层具有较高的显微硬度,涂层截面的平均显微硬度约为840 HV0.2,是钛基材的4.4倍;Ti5Si3涂层可显著提高钛基材的耐磨性能;Ti5Si3涂层的磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损.     

Ti2AlNb合金表面射频溅射Al/Al2O3复合层的抗热震性能

为进一步提高Ti₂AlNb合金的抗高温氧化性能,在其表面射频溅射Al/Al₂O₃复合层,并于650℃下进行了抗热震性能研究,采用扫描电镜及能谱仪观察复合层形貌并分析其成分。结果表明:Al/Al₂O₃复合层平整致密,无贯穿裂纹,复合层中Al₂O₃层厚约1μm,Al层厚约14μm;热震循环50次时复合层表面出现了微小裂纹,随着热震循环次数增加,裂纹不断扩展,表层Al₂O₃颗粒增大;Al/Al₂O₃复合层能有效提高Ti₂AlNb合金的抗热震性能。     

Al2O3/TiC 复合陶瓷高温弯曲强度与弯曲切口强度研究

研究了Al₂O₃/TiC 复合陶瓷的高温弯曲断裂强度和弯曲切口强度。实验结果表明, 该材料在600℃以下, 弯曲强度基本没有变化, 800℃时弯曲强度开始下降。600℃弯曲切口强度与室温切口强度变化规律相同, 可以由室温弯曲切口强度关系式预测。800℃时切口敏感性降低, 弯曲切口强度与室温下切口强度的变化规律不同。另外, 对弯曲强度试样结果进行统计处理, 分析表明该陶瓷材料的室温和高温弯曲强度和弯曲切口强度均符合W eibull 分布; 相同温度的弯曲强度与切口强度的W eibull 模数基本相同; 高温弯曲切口强度分散性均小于室温弯曲切口强度分散性。该结果为陶瓷构件在高温下的安全可靠性设计提供了指导。